CN1118855C - 金属卤化物灯 - Google Patents
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Abstract
具有内部有一对电极并且封入了水银、惰性气体、包含稀土类金属的卤化物中的至少一种的金属卤化物和比该金属卤化物的化学计量过量的卤素的发光部。设水银的量为M(mg/cc)时，则9.9≥M≥7.7，过剩的卤素封入金属卤化物所包含的卤素的25~100(原子)%，在灯电压200V下，灯功率为2000W~3000W。
Description
本发明涉及金属卤化物灯。
高亮度放电灯的一种即灯功率2000W~3000W的单层管高功率短弧光金属卤化物灯是单层管结构的紧凑型的灯结构，所以，灯具紧凑，在体育场等的照明设备中，具有照明铁塔的建设成本低的优点。此外，由于具有短弧光性，所以，光控制容易，可以使向体育场的周围泄漏的光很少，从而可以进行防止光公害的照明设计。因此，单层管高功率短弧光金属卤化物灯可以使用于室外的体育设施的照明。
但是，由于这种金属卤化物灯是无外管的灯结构，所以，在灯点亮的当中由于某种原因而发光部破损时，发光部的碎片就会飞散到灯具内部与灯具碰撞，从而有时会使前面玻璃破损等。
为了减少这种碰撞时的冲击，一般的单层管高功率短弧光金属卤化物灯是减小灯点亮当中的发光部的水银密度，从而降低灯点亮当中的发光部内压，另外，通过减小水银密度来降低灯电压，所以，多数是使用灯电压为100V级的灯电压的灯。
但是，先有的灯电压为100V级的单层管高功率短弧光金属卤化物灯在灯功率为2000W时，灯电流约为20A，灯功率为3000W时，灯电流约为30A，通过的电流非常大。
单层管高功率金属卤化物灯在发光部中具有一对电极，在该发光部的两端，具有将供电体封装到内部的封装部。供电体是将由钼构成的导电箔与引线棒焊接而构成。由于在灯功率2000W时该供电体通过灯电流20A、在灯功率3000W时通过灯电流30A的大电流，所以，在导电箔和引线棒或导电箔与引线棒的连接处发热，由于该发热，供电体将由于氧化而发生老化，从而将缩短灯的寿命。
本发明就是为了解决上述先有的问题而提案的，目的旨在提供具有灯电压为200V级的灯电压、可以降低发光管在灯点亮当中的内压从而即使万一发光部在灯点亮当中发生破损灯具等也不会发生问题的金属卤化物灯。
为了达到上述目的，本发明的金属卤化物灯具有内部有一对电极并且封装了包含稀土类金属的卤化物中的至少1种的金属卤化物、比上述金属卤化物的化学计量过剩的卤素、水银、惰性气体的发光部，其特征在于：上述水银的量是大于7.7mg/cc小于9.9mg/cc的范围，上述过剩的卤素是上述金属卤化物包含的卤素的25~100(原子)％，在灯电压200V级时，灯功率是2000W~3000W级的范围。
在上述金属卤化物灯中，水银的量最好是在大于8.2mg/cc小于9.3mg/cc的范围，并且过剩的卤素是上述金属卤化物中所包含的卤素的43~81(原子)％。即使考虑了使用中的灯电压上升所引起的熄灭电压的上升，也显示了充分的弧光稳定性，从而可望获得长寿命。
在上述金属卤化物灯中，金属卤化物最好是由从Dy、Tm和Ho中选择的至少一种稀土类金属、从Tl和Cs中选择的至少一种元素和包含卤素的卤化物构成。
在上述金属卤化物灯中，卤素原子以金属卤化物和卤化汞的状态封入到发光部中，过剩的卤素从卤化汞中产生。即，卤化汞在使用时分解，产生卤素。
在上述金属卤化物灯中，卤素原子最好是从溴和碘中选择的至少一种。
在上述金属卤化物灯中，卤素原子包括溴和碘，最好溴原子的摩尔数∶碘原子的摩尔数＝2∶1.这是为了使之发挥不存在由于使用中的灯黑化而引起光束减退和由于电极弯折而缩短寿命的良好特性。
在上述金属卤化物灯中，惰性气体最好是氩气。
在上述金属卤化物灯中，可以在灯电压为200V级、灯功率2000W级下采用灯电流为10A，也可以在灯电压200V、灯功率3000W下采用灯电流为15A。
在上述金属卤化物灯中，在发光管的点亮中，内压最好是7.7~9.9atm(kg/cm2)的范围。
如上所述，按照本发明，具有内部有一对电极并且封入了包含水银、惰性气体、稀土类金属的卤化物中至少一种的金属卤化物和比上述金属卤化物的化学计量过剩的卤素的发光部，设上述水银的量为M(mg/cc)时，则9.9≥M≥7.7，上述过剩的卤素封入上述金属卤化物中所包含的卤素的25~100(原子)％，在灯电压200V下，灯功率为2000W~3000W。
因此，具有灯电压为200V级的灯电压，可以使灯电流在2000W下小到10A、在3000W级下小到15A，另外，可以降低发光管的点亮中的内压，即使万一发光部破损了，由于冲击小，所以，可以防止灯具损坏。
图1是表示本发明实施例的单层管高功率短弧光金属卤化物灯的结构的正面图。
图2是具有本发明实施例的金属卤化物灯的灯装置的示意图。
实施例：
本发明实施例的单层高灯功率短弧光金属卤化物灯如图1所示，在由石英构成的发光部1的两端设置封装部2、3，该封装部2、3利用夹板方式形成扁平状。一端连接电极6、7的钼箔4、5被封装到封装部2、3中。外部引线棒的一端与钼箱连接，钼箱和外部引线棒的一端被封装到封装部。而且，外部引线棒的另一端导出到封装部外部，如前所述，将钼箱和外部引线棒的一端用封装部封装，在封装工序中，沿外部引线棒在封装部中形成微小的间隙。空气从发光管外部通过该间隙而到达钼箱，钼箱就暴露在空气中，还有，固定灯头和封装部的粘合剂不存在机密性。该钼箔4、5的最大厚度为50μm。
在发光部1的内部，一对电极6、7相对地设置，电极6、7间的距离为30mm。另外，引出到封装部2、3之外的钼箔4、5的另一端通过埋设在陶瓷制的灯头11、12中的外部引线棒8、9分别与接线端子13、14连接。另外，灯头11、12的端部的两面形成平坦状，该平坦的面成为用于向灯具(图中未示出)装配的装配部11a、12a。
其次，图2是具有本发明实施例的金属卤化物灯的灯装置的示意图。灯装置20是在具有前面玻璃的灯具22内设置金属卤化物灯21而使用的。
发光部1是最大外径35mm、内部容积22cc的椭圆球状，内部封入10kPa的起动用惰性气体(氩气)、194mg水银、作为发光物质包含稀土类金属的卤化物中至少一种的金属卤化物和比该金属卤化物的化学计量过剩62(原子)％的卤素。金属卤化物由Dy、Tm、Ho的稀土类金属和Tl、Cs的卤化物构成，DY、Tm、Ho的封入比例为相等的摩尔数，稀土类金属总体的卤化物的封入量为30μmol。Tl的封入量为7μmol，Cs的卤化物为40μmol。另外，在发光部内部存在的卤素原子是溴和碘，卤素原子的摩尔数之比为溴原子的摩尔数∶碘原子的摩尔数＝2∶1。卤素原子以金属卤化物和卤化汞的状态封入发光部，过剩的卤素从卤化汞中产生。卤化汞在使用时分解，产生卤素。
在本实施例中，设封入发光部1中的水银量为M(g/cc)、金属卤化物中包含的卤素为100％时所包含的过剩的卤素为X(原子)％，将灯装配到灯具前面的直径为47cm(灯具前面的投光面积约为1740cm2)的小型照明灯具上，在灯电压205V下，以灯功率1950W点亮。另外，作为灯具的前面玻璃，使用厚度5mm的耐热玻璃。另外，在发光管的点亮中，内压在7.7~9.9atm(kg/cm2)的范围。
其次，在灯具内使该灯充分地稳定点亮后，将稳定器短路，瞬时流过大电流强制地使灯破坏时的水银量M(g/cc)、过剩的卤素X(原子)％、灯强制地破坏后的玻璃的破损状况和灯的点亮状态示于表1.在表1中，符号○表示良好，×表示不佳。
【表1】
| M(g/cc) | X(原子％) | 前面玻璃破损状况 | 灯点亮状态 | 结果 |
| 6.6 | 138 | 不能测量 | 熄灭 | × |
| 7.1 | 118 | 不破损 | 点亮不稳定 | × |
| 7.7 | 100 | 不破损 | 维持点亮 | ○ |
| 8.2 | 81 | 不破损 | 维持点亮 | ○ |
| 8.8 | 62 | 不破损 | 维持点亮 | ○ |
| 9.3 | 43 | 不破损 | 维持点亮 | ○ |
| 9.9 | 25 | 不破损 | 维持点亮 | ○ |
| 10.4 | 13 | 破损 | 维持点亮 | × |
| 11.5 | 7 | 破损 | 维持点亮 | × |
| 12.5 | 0 | 破损 | 维持点亮 | × |
由表1可知，9.9≥M≥7.7，过剩的卤素为金属卤化物所包含的卤素的25~100(原子)％时，灯稳定地点亮，在灯万一破损时，灯具的前面玻璃也不会发生什么问题。特别是水银的量在大于8.2mg/cc小于9.3mg/cc的范围时，情况良好。另外，过剩的卤素是上述金属卤化物所包含的卤素的43~81(原子)％时，情况良好。
水银量小于7.7、过剩的卤素为金属卤化物所包含的卤素的118~138(原子)％时，在发光管强制地破坏后，只是前面玻璃破损，但在发光管强制地破损前即在通常的点亮状态中发生了灯熄灭的情况。另外，水银量超过9.9、过剩的卤素为金属卤化物所包含的卤素的13~0(原子)％时，在发光管强制地破损前，灯通常维持着点亮，但在发光管强制地破损后，由于发光管的碎片，将使前面玻璃发生破损。
对本实施例的灯，以灯功率1950W的灯进行了说明，但是，对于灯功率3000W的灯也可以获得同样的结果。即，即使考虑了由于使用中的电压上升而引起的熄灭电压的上升，也显示了充分的弧光稳定性，并且可以获得没有使用中的灯破损的良好的特性。
如上所述，按照本发明，由于灯电压为200V级，所以，灯电流在2000W级下可以小到10A、在3000W级下可以小到15A，具有200V级的灯电压，可以降低发光管的点亮中的内压，即使万一发光部破损时也由于冲击小而不会殃及灯具，从而可以提供没有由于在导电箔和引线棒的连接部氧化所引起的老化而缩短灯寿命的、具有优异的寿命特性的金属卤化物灯。
Claims (10)
1.一种金属卤化物灯，具有内部有一对电极并且封入了稀土类金属的卤化物中的至少一种的金属卤化物、超过上述金属卤化物的化学计量的卤素、水银和惰性气体的发光部，其特征在于：上述水银的量是大于7.7mg/cc小于9.9mg/cc的范围，上述超过的卤素是上述金属卤化物包含的卤素的25～100原子％，在灯电压200V级时，灯功率是2000W～3000W级的范围。
2.按权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于：上述水银的量是在大于8.2mg/cc小于9.3mg/cc的范围内，并且上述超过的卤素是上述金属卤化物所包含的卤素的43～81原子％。
3.按权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于：上述金属卤化物由从Dy、Tm和Ho中选择的至少一种稀土类金属、从Tl和Cs中选择的至少一种元素、以及包含卤素的卤化物构成。
4.按权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于：卤素原子以金属卤化物和卤化汞的状态封入到发光部，超过的卤素从卤化汞中产生。
5.按权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于：卤素原子是从溴和碘中选择的至少一种.
6.按权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于：卤素原子包括溴和碘，溴原子的摩尔数∶碘原子的摩尔数＝2∶1。
7.按权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于：惰性气体是氩气。
8.按权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于：在灯电压为200V级、灯功率为2000W级下，灯电流为10A。
9.按权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于：在灯电压200V级、灯功率为3000W级下，灯电流为15A。
10.按权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于：在所述金属卤化物灯的发光灯管的点亮中，内压在7.7～9.9atm的范围内。
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